2021年,中科院上海有機化學研究所肖吉昌教授團隊開發(fā)了一種高效的三氟甲基化試劑——三氟甲基磺;拎}(TFSP)(圖1),在藍光 LED 照射光催化劑作用下,能夠生成三氟甲基自由基,從而實現(xiàn)烯烴的疊氮三氟甲基化或氰基三氟甲基化、烯烴的三氟甲基化、(雜)芳烴的C–H三氟甲基化以及吲哚的三氟甲硫基化反應。2023年,中科院蘭州化學物理研究所劉超教授團隊發(fā)現(xiàn)了該寶藏試劑的新用途:室溫下直接一步將羧酸還原為醛;室溫下5分鐘將羧酸轉化成酰胺和酯!

圖1 TFSP分子結構
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烯烴的疊氮三氟甲基化
或氰基三氟甲基化
以及吲哚的三氟甲硫基化反應
肖吉昌教授團隊使用TFSP試劑,在藍光 LED 照射光催化劑作用下,實現(xiàn)烯烴的疊氮三氟甲基化或氰基三氟甲基化[1](圖2)以及吲哚的三氟甲硫基化反應[2](圖3)。
圖2 烯烴的疊氮化三氟甲基化或氰基三氟甲基化
圖3 吲哚的三氟甲硫基化反應
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高效易操作,室溫下將羧酸還原為醛!
2023年,中科院蘭州化學物理研究所劉超教授團隊聯(lián)合武漢大學戚孝天教授團隊發(fā)表了一種直接將羧酸還原為醛的新方法。在TFSP(即文章中的Tf-DMAP)促進下,頻哪醇硼烷室溫下可快速實現(xiàn)羧酸一步還原到醛[3]。在此基礎上,劉超團隊將TFSP優(yōu)化為Tf-PPDP(Tf-4-piperidin-1-ylpyridine),使整個反應體系保持均相(圖4)。此方法條件溫和,反應速度快,易于操作,底物應用范圍廣(脂肪羧酸和芳香羧酸),產(chǎn)物手性保持不易消旋。此方法的另一個優(yōu)點是適配連續(xù)流化學進行規(guī)模化合成,特別適合不太穩(wěn)定脂肪醛的放大合成。
圖4 羧酸一步還原為醛
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室溫下5分鐘合成酰胺和酯,
收率高達99%,關鍵還不消旋!
2023年,中科院蘭州化學物理研究所劉超教授團隊發(fā)現(xiàn)TFSP可作為縮合劑,實現(xiàn)室溫下5分鐘羧酸到酰胺或酯的快速轉化[4](圖5)。
圖5 羧酸向酰胺或酯的快速轉化
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雙光氧化還原/銅催化自由基順式選擇性烯丙基三氟甲基化
2025年,揚州大學朱紹群團隊利用TFSP作為三氟甲基自由基前體,在可見光光催化和銅催化作用下,對烯丙胺進行選擇性烯丙基三氟甲基化反應 [5]。該方法可以以中等至良好產(chǎn)率獲得各種熱力學上不利的烯丙基三氟甲基化順式烯胺產(chǎn)物(圖6)。
圖6 雙光氧化還原/銅催化自由基順式選擇性烯丙基三氟甲基化
總結
TFSP可以作為一種高效三氟甲基化試劑,在光催化條件下展現(xiàn)出優(yōu)異的反應活性,可精準實現(xiàn)烯烴/芳烴的三氟甲基化。另外,它可與羧酸、頻哪醇硼烷形成高活性中間體,室溫下實現(xiàn)羧酸一步快速還原為醛,也可作為縮合劑實現(xiàn)羧酸與胺或醇的快速縮合(5分鐘內(nèi)完成),高收率(99%)合成手性保持的酰胺/酯類化合物。其創(chuàng)新性雙光/銅催化體系進一步拓展了烯丙胺順式三氟甲基化的選擇性。該試劑憑借反應條件溫和、效率卓越及手性保持特性,在藥物活性分子合成、流動化學規(guī);a(chǎn)及綠色化工領域具有重要應用潛力,為有機合成方法學的發(fā)展提供了新策略。
Reference
1、Xiao, Ji-Chang et al.,Org. Lett.2021, 23, 6079−6083.
2、Xiao, Ji-Chang et al.,J. Fluorine Chem. 2022, 263, 110047.
3、Chao Liu et al.,Angew. Chem. Int. Ed. 2023, 62, e202215168.
4、Chao Liu et al., Org. Lett. 2023, 25, 4571–4575.
5、Shaoqun Zhu et al.,J. Org. Chem. 2025, 90, 7145–7149.
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